BEZPEČNOST V ELEKTROTECHNICE 1 1. PŘEDNÁŠKA ZS 2016 2017 http://bezpecnost.feld.cvut.cz
Harmonogram předmětu BP1 pro začátek zimního semestru 2016/17 (EEM, EK, KYR, OES) Týden Přednášky Cvičení 1. (3.10. 7.10.) sudý BPZS jediná přednáška není 2. (10.10. 14.10.) lichý není BPZS cvičení 3. (17.10. 21.10.) sudý není BPZS náhr. cvičení 4. (24.10. 28.10.) lichý BP1 1. přednáška BP1 1. cvičení 5. (31.10. 4.11.) sudý BP1 2. přednáška BP1 1. cvičení 6. (7.11. 11.11.) lichý není BP1 2. cvičení První výukový týden je SUDÝ. Cvičení BP1 probíhá ve čtrnáctidenním cyklu podle rozvrhu. Cvičení jsou celkem čtyři, výuka končí v 10./11. týdnu. Cvičení BP1 se koná v učebně 260 (2. patro na hlavní chodbě blízko vchodu do posluchárny 209). 2
Pokyny ke cvičení Účast na cvičení je povinná pro všechny studenty. Podle Příkazu děkana je každý student 1. ročníku povinen absolvovat předmět BP1. Návštěva laboratorní části cvičení může být prominuta studentům, kteří: V rámci předešlého studia předmět BP1 již jednou úspěšně absovovali. Na prvním cvičení BP1 doloží, že předmět již absolvovali. Vlastní platné osvědčení o odborné způsobilosti v elektrotechnice. Na první cvičení BP1 přinesou toto osvědčení s sebou. 3
Literatura ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Elektrotechnická kvalifikace Doc. Ing. Mirko Cipra, CSc., Ing. Michal Kříž, Ing. Vladimír Kůla, CSc. 2011 Vydavatelství ČVUT 4
Osnova 1. přednášky Jednotná symbolika a označování v elektrotechnice Vliv technického uspořádání na bezpečnost práce Ochrana před úrazem elektrickým proudem Obsluha a práce na elektrických zařízeních Obsluha a práce na vybraných elektrických zařízeních 5
Jednotná symbolika a označování v elektrotechnice Bezpečnostní barvy, značky a tabulky Grafické značky na elektrických předmětech Značení vodičů barvami nebo číslicemi Značení svorek elektrických předmětů a vybraných vodičů 6
Jednoduché bezpečnostní tabulky Bezpečnostní tabulka ZÁKAZU Geometrický TVAR mezikruží a šikmý pruh BEZPEČNOSTNÍ ZNAČKA Bezpečnostní BARVA Barva grafického symbolu Barva pozadí Doplňková značka (bezpečnostní nápis) Barva pozadí Barva textu červená černá bílá červená bílá PŘÍKAZU kruh modrá bílá modrá modrá bílá VÝSTRAHY rovnostranný trojúhelník žlutá černá žlutá žlutá černá INFORMAČNÍ čtverec zelená bílá zelená zelená bílá Skripta: TAB. 4.6 7
Příklady bezpečnostních tabulek VÝSTRAHY ZÁKAZU INFORMAČNÍ PŘÍKAZU 8
Grafické značky na elektrických předmětech příklady 1 Značka Význam Zdroj stejnosměrného napětí (baterie) Kladný pól Záporný pól Pojistka, pojistková skříň Ochranné uzemnění Elektrické zařízení třídy ochrany II (např. dvojitá izolace) Skripta: TAB. 4.7 1. část 9
Grafické značky na elektrických předmětech příklady 2 Elektrické zařízení třídy ochrany III (malé bezpečné napětí) Bezpečnostní transformátor Stejnosměrný proud Střídavý proud Stejnosměrný i střídavý proud Nebezpečné napětí Skripta: TAB. 4.7 2. část 10
Schvalovací značky na elektrických předmětech Značka Význam Dřívější schvalovací značka pro elektrotechnické výrobky Označení shody se směrnicemi Evropské unie (Conformité Européenne) Skripta: TAB. 4.8 11
Značení holých vodičů a přípojnic stejnosměrné soustavy barvami VODIČ, PŘÍPOJNICE kladný pól záporný pól střední ochranný POZNÁVACÍ BARVA tmavěčervená tmavěmodrá světlemodrá zelená/žlutá Skripta: TAB. 4.9 12
Značení holých vodičů a přípojnic trojfázové soustavy barvami VODIČ, PŘÍPOJNICE POZNÁVACÍ BARVA 1. fáze 2. fáze 3. fáze oranžová (popř. s doplňkovým označením: 1/2/3 černé příčné proužky) střední světlemodrá ochranný zelená/žlutá Skripta: TAB. 4.10 13
Značení izolovaných vodičů a žil kabelů barvami VODIČ, ŽÍLA fázový nebo krajní ochranný, PEN střední POZNÁVACÍ BARVA černá, hnědá, šedá zelená/žlutá světlemodrá Skripta: TAB. 4.11 14
Označení svorek elektrických předmětů pro připojování některých vybraných vodičů a označení konců vybraných vodičů Vodič střídavé rozvodné soustavy Vodič stejnosměrné rozvodné soustavy Vybraný vodič Ochranný vodič Vodič PEN fáze 1 fáze 2 fáze 3 střední vodič kladný pól záporný pól střední vodič Písmenno-číslicové označení SVOREK elektrických předmětů U V W N C D M PE Skripta: TAB. 4.13 KONCŮ vybraných vodičů L1 L2 L3 N L + L M PE PEN 15
Příklad použití písmenno-číslicového označení vodičů a svorek elektrického zařízení Skripta: Obr. 4.9 16
Třídění elektrických zařízení Podle nebezpečí úrazu elektrickým proudem Silnoproudá zařízení Slaboproudá zařízení Podle účelu Podle druhu (proudové soustavy) Podle napětí Podle provozní spolehlivosti 17
Základní pojmy a definice Živá část vodivá část, která je při normálním provozu pod napětím Neživá část Dotykové napětí Dotykový proud Základní izolace Přídavná izolace Dvojitá izolace Zesílená izolace Ochranné pospojování 18
Třídy ochran elektrických a elektronických předmětů Základní charakteristiky předmětu Opatření k zajištění bezpečnosti Grafická značka Použití v instalacích Třídy ochrany 0 I II III Přídavná Opatřeno izolace a žádné prostředky pro prostředky pro připojení připojení ochranného ochranného vodiče PE vodiče PE Žádné prostředky pro připojení ochranného vodiče PE Pouze okolím - Není v ČR povolena Spojení s ochranným vodičem PE S ochranným vodičem PE nebo s vodičem PEN Skripta: TAB. 16.2 Nejsou potřebná Všeobecné použití Konstruováno pro napájení ze zdroje SELV Připojení ke zdroji SELV Všeobecné použití 19
Uspořádání izolací na elektrickém předmětu třídy ochrany II Legenda: Skripta: Obr. 5.1 (1) základní izolace (2) vnitřní kovová část (3) přídavná izolace (4) vnější kovová část (5) zesílená izolace 20
Rozdělení elektrických zařízení podle napětí Kategoričení Ozna- Název Jmenovité napětí U (střídavé) elektrického v uzemněné síti v izolované síti napětí napětí zařízení mezi fází a zemí mezi fázemi mezi fázemi 1 2 3 4 5 6 I mn malého napětí U 50 V U 50 V U 50 V II nn nízkého napětí 50 < U 600 V 50 < U 1 000 V 50 < U 1 000 V A vn vysokého napětí 0,6 < U 30 kv 1,0 < U < 52 kv 1,0 < U < 2 kv velmi B vvn vysokého 30 U < 171 kv 52 U < 300 kv 52 U < 300 kv napětí zvlášť C zvn vysokého - 300 U 800 kv - napětí ultra D uvn vysokého - 800 kv < U - napětí Poznámka: U stejnosměrných elektrických zařízení jsou hraniční hodnoty mezi malým a nízkým napětím 120 V a mezi nízkým a vysokým napětím 1 500 V. Skripta: TAB. 5.1 21
Střídavá jmenovitá napětí v normách ČSN Napětí do 1 000 V Trojfázová síť s uzemněným uzlem Napětí nad 1 000 V Trojfázová síť s izolovaným uzlem 1979 1993 1979 1993 ČSN 33 0120 ČSN 33 0120 ČSN 33 0120 ČSN 33 0120 220 / 380 V 230 / 400 V 3 kv 3 kv 380 / 660 V 400 / 690 V 6 kv 6 kv 1 000 V 1 000 V 10 kv 10 kv - - 22 kv 22 kv - - 35 kv 35 kv - - 110 kv 110 kv - - 400 kv (400) 420 kv Skripta: TAB. 5.2 22
Druhy sítí písmenový kód prvé písmeno vyjadřuje vztah sítě a uzemnění: T I bezprostřední spojení jednoho bodu sítě se zemí, oddělení všech živých částí od země, nebo spojení jednoho bodu sítě se zemí přes velkou impedanci, druhé písmeno vyjadřuje vztah uzemnění a neživých částí v rozvodu: T N přímé spojení neživých částí se zemí, přímé spojení neživých částí s uzemněným bodem sítě, kterým je obvykle střed, resp. uzel zdroje (nebo uzemněný fázový vodič), další písmena mohou vyjadřovat uspořádání ochranných a středních vodičů: S C funkce ochranného vodiče je zajišťována vodičem vedeným odděleně od středního (nebo uzemněného fázového) vodiče, funkce ochranného a středního vodiče je sloučena do jediného vodiče (do vodiče PEN). 23
Síť TN-S Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) a se samostatnými vodiči ochranným (PE) a středním (N). Ochranný vodič je přizemněn (2). K síti jsou pevně připojeny spotřebiče třídy ochrany I trojfázové (a,b) a jednofázový (c). Skripta: Obr. 5.2 24
Síť TN-C Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje (1) a s kombinovaným vodičem ochranným a středním PEN. Vodič PEN je přizemněn (2). K síti jsou pevně připojeny spotřebiče třídy ochrany I trojfázové (a,b) a jednofázový (c). Skripta: Obr. 5.3 25
Síť TN-C-S Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje, v první části sítě plní vodič PEN současně funkci ochranného i středního vodiče, ve druhé části je vodič PEN rozdělen na ochranný (PE) a střední (N) vodič. Ochranný vodič (2), místo rozdělení vodiče PEN (3) i vodič PEN mohou být přizemněny. Skripta: Obr. 5.4 26
Připojování jednofázových spotřebičů k síti TN-C a TN-S Třída I Třída I Třída II Třída I Třída II NEDOVOLENÉ Povolené pouze ve stávajících Předepsané pro nová zařízení dle zařízeních dle ČSN 34 1010 ČSN 33 2000-4-41 Připojení pohyblivými přívody a zásuvkami k síti TN-C (a, b, c) a TN-S (d, e). Skripta: Obr. 5.5 27
Síť TT (1) Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje s vyvedeným středním vodičem (N) pro připojení spotřebiče (c) nemusí být střední vodič vyveden. Neživé části trojfázových (a,c) i jednofázového (b) spotřebiče mají samostatné ochranné uzemnění. Skripta: Obr. 5.7 28
Síť TT (2) Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem s vyvedeným středním vodičem (N) pro připojení spotřebiče (b) nemusí být střední vodič vyveden. Pro připojení neživých částí několika (skupiny) spotřebičů je instalován samostatně uzemněný skupinový ochranný vodič PE. Skripta: Obr. 5.8 29
Síť IT Trojfázová síť s izolovaným, (nebo přes velkou impedanci uzemněným), uzlem zdroje. Pro pevné připojení trojfázových spotřebičů musí (a) nebo nemusí být (b) vyveden střední vodič N. Neživé části spotřebičů jsou spojeny se zemí samostatným ochranným uzemněním (4). Skripta: Obr. 5.10 30
Vnější vlivy, prostory a prostředí Třídění vnějších vlivů (XY n) X kategorie vnějšího vlivu A prostředí, B využití objektu, C konstrukce budovy Y povaha vnějšího vlivu n intenzita působení vlivu Členění prostorů z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem prostory normální prostory nebezpečné prostory zvláště nebezpečné 31
Ochrana před úrazem elektrickým proudem Rozlišujeme nebezpečné napětí bezpečné malé napětí Mezní hodnoty bezpečného malého napětí živých částí ustáleného (dotykového) proudu nahromaděného náboje dotykového napětí na neživých částech předepsané maximální doby odpojení Upřesnění kapitoly 5.8. (Elektrotechnická kvalifikace, ČVUT 2011) naleznete v Literatuře v Aktualitách na stránkách bezpečnostních předmětů na ČVUT FEL: http://bezpecnost.feld.cvut.cz 32
Zóny fyziologických účinků střídavého sinusového proudu (15 Hz až 100 Hz) mez uvolnění proudová křivka L mez vnímání 3,5 práh bolesti 33
Meze bezpečných malých napětí živých částí Při obsluze možný přímý dotyk se živou částí Prostory Bezpečné malé napětí živých částí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné 25 60 Zvlášť nebezpečné - - Při obsluze možný pouze dotyk s krytem, izolovaným od živých částí Prostory Bezpečné malé napětí živých částí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné 50 120 Zvlášť nebezpečné 12 25 Upřesněná kapitola 5.8 na bezpecnost.feld.cvut.cz : TAB. 5.3 34
Mezní hodnoty ustáleného (dotykového) proudu a nahromaděného náboje Ustálený (dotykový) proud, nahromaděný náboj Mezní hodnoty Účinky proudu a Proud v ma náboje Náboj v µc střídavý stejnosměrný Mez vnímání 0,5 2 0,5 Práh bolesti 3,5 10 50 Mez uvolnění 5 25 Upřesněná kapitola 5.8 na bezpecnost.feld.cvut.cz : TAB. 5.3.1 35
Mezní hodnoty dotykového napětí na neživýchčástech Působícího trvale Prostory Dovolené meze dotykového napětí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné 25 60 Zvlášť nebezpečné - - Působícího krátkodobě (v době, kdy je zařízení v poruše) Prostory Dovolené meze dotykového napětí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné 50 120 Zvlášť nebezpečné 12 25 Upřesněná kapitola 5.8 na bezpecnost.feld.cvut.cz : TAB. 5.4 36
Elektromagnetická kompatibilita Vzájemné ovlivňování systémů zdroj rušení příjemce rušení Možnosti zlepšování snižování úrovně emise zdrojů rušení omezování elektromagnetických vazeb zvyšování úrovně imunity rušených systémů Ochrana před bleskem přepěťová ochrana 37
Obsluha a práce na elektrických zařízeních (obecně) Základní pojmy a definice Oprávnění osob podle stupně elektrotechnické kvalifikace 38
Vymezení základních pojmů Obsluha elektrického zařízení Práce na elektrickém zařízení Práce na elektrickém zařízení do 1 000 V bez napětí v blízkosti živých částí pod napětím (PPN) Vedoucí práce Osoba odpovědná za elektrické zařízení Práce podle pokynů s dohledem pod dozorem Ochranné pomůcky Pracovní pomůcky Prokazatelně 39
Minimální vzdušné vzdálenosti hranice ochranného prostoru od živých částí pod napětím pro osoby bez elektrotechnické kvalifikace Jmenovité napětí (kv) od do (včetně) Bezpečná vzdálenost (cm) 1 100 1 35 200 35 110 300 110 220 400 220 400 500 Skripta: TAB. 6.1 40
Minimální potřebný stupeň kvalifikace osob pro práce na elektrických zařízeních a v jejich blízkosti PRÁCE Bez napětí V blízkosti živých částí Pod napětím Napětí do 1 000 V (mn, nn) SEZNÁMENÁ - podle pokynů POUČENÁ - podle pokynů ZNALÁ - sama SEZNÁMENÁ - v bezpečné vzdálenosti (TAB. 6.1) POUČENÁ - s dohledem (min. 20 cm od živých částí pod napětím) ZNALÁ - sama ZNALÁ - sama (v prostorech normálních) ZNALÁ - pod dozorem (venku, ve vlhkých a v mokrých prostorech) ZNALÁ s vyšší kvalifikací - sama Skripta: TAB. 6.3 Napětí nad 1 000 V (vn, vvn) SEZNÁMENÁ -s dohledem POUČENÁ - s dohledem ZNALÁ - sama SEZNÁMENÁ -. v bezpečné vzdálenosti (TAB. 6.1) POUČENÁ - pod dozorem ZNALÁ - s dohledem ZNALÁ s vyšší kvalifikací - s dohledem Vždy dle pracovních postupů! ZNALÁ - pod dozorem ZNALÁ s vyšší kvalifikací - pod dozorem 41
Alternativy umožňující práci pod napětím A izolace je mezi pracující osobou a živou částí pod napětím B izolace je mezi pracující osobou a zemí Skripta: Obr. 6.1 42
Příkaz B ( B-PPN ) Je písemnou přípravou pro zajištění bezpečné práce na elektrickém zařízení nebo v jeho blízkosti ( B znamená bezpečnost). Vydává se: pro práce na elektrickém zařízení nad 1 000 V pro práce na elektrickém zařízení do 1 000 V v blízkosti elektrického zařízení nad 1 000 V Vydává jej: osoba pověřená osobou odpovědnou za elektrické zařízení 43
Manipulace s kondenzátory 1. Vybití Přes vinutí elektromotoru nebo transformátoru Přes vybíjecí zařízení kondenzátoru 2. Spojení svorek nakrátko 3. Následná manipulace (práce, doprava atd.) 44
Práce na akumulátorech 1. Práce je dovolena jen do jmenovitého napětí 300 V 2. Žádný z akumulátorů nesmí být nabíjen 3. Pracovník musí stát na izolované podložce 4. Předepsané ochranné pomůcky: gumová obuv a zástěra ochranné brýle nebo štítek pokrývka hlavy 5. Kovové pracovní nástroje musí mít izolované rukojeti 45
Provoz laboratoří na ČVUT FEL 1. Splnění požadavků na odbornou způsobilost v elektrotechnice pro studenty a učitele (Příkazy děkana ČVUT FEL) 2. Odborný dozor při výuce (max. 10 studentů na jednoho odborného učitele) 3. Seznámení s místními a provozními předpisy (laboratorní řád) 4. Před zahájením výuky učitel přezkouší ovladač vypínacího zařízení (bezpečnostní tlačítko) 5. Používání ochranných pracovních pomůcek 6. Bezpečnostní tabulky 46